« L’apprentissage est renforcé pendant le sommeil. »
Reto Huber, chercheur spécialisé dans le sommeil et dont les travaux portent sur les enfants et les adolescents, évoque l'importance du sommeil pour l'apprentissage.
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Eveline von Arx : Dans le monde occidental, on a constaté ces dernières décennies un déclin constant du nombre d'heures de sommeil.
Reto Huber : Des données fiables, provenant également de Suisse, confirment cette tendance. Des études représentatives ont montré que le temps de sommeil a diminué d'environ 40 minutes au cours des 30 dernières années. Ce constat est valable aussi bien pour les adolescents que pour les adultes. Les études révèlent également une différence significative entre la semaine et le week-end : on a tendance à dormir trop peu en semaine et à rattraper ce manque le samedi et le dimanche. Ce phénomène est particulièrement fréquent chez les adolescents.
EvA : Pourquoi ?
RH: Le cycle veille-sommeil a tendance à se décaler à l'adolescence ; les adolescents se couchent tard et sont donc fatigués lorsqu'ils doivent se lever tôt le lendemain matin. Le pourcentage de personnes ayant un rythme de sommeil décalé augmente pendant l'adolescence et ne diminue qu'à l'âge adulte. À l'adolescence, les systèmes qui favorisent l'éveil sont plus actifs le soir. Des études américaines ont montré que ce décalage du cycle veille-sommeil peut avoir un impact négatif sur la réussite scolaire. Commencer l'école plus tard est corrélé à de meilleurs apprentissages.
EvA : Les données suisses sont-elles disponibles ?
RH: Nous avons commencé à planifier des études pertinentes il y a quelque temps. Il est important de noter qu'un grand nombre de facteurs entrent en jeu. Passer beaucoup de temps sur un smartphone ou une tablette le soir est néfaste pour le sommeil des adolescents, notamment à cause de la lumière bleue émise par les écrans LED. Les cellules sensorielles de l'œil, qui communiquent à notre horloge biologique les informations relatives à l'heure de la journée (nous indiquant s'il fait jour ou nuit), sont particulièrement sensibles à cette lumière froide, qui favorise l'éveil.
EvA : Pouvez-vous nous parler d'autres facteurs ?
RH: Le comportement des parents joue indéniablement un rôle. Aujourd'hui, nous savons combien il est important d'éduquer les parents. Il est crucial de savoir si les parents laissent leurs adolescents veiller tard ou s'ils les aident à se coucher plus tôt. La consommation de caféine peut également avoir un impact. Les adolescents qui combattent la fatigue pendant la journée en buvant des boissons caféinées peuvent avoir des difficultés à s'endormir le soir. C'est un cercle vicieux.
EvA : Existe-t-il d'autres liens entre le sommeil et les performances ?
RH: Des études menées auprès d'adultes ont démontré que dormir une à deux heures de moins que nécessaire nuit à leurs performances diurnes. Un déficit de sommeil de quatre heures amplifie cet impact négatif de façon exponentielle. Ces études utilisent des tests de vigilance.
EvA : Savons-nous pourquoi les gens ont besoin de dormir ?
RH: Il existe un certain désaccord au sein de la communauté scientifique. On ignore encore précisément pourquoi le sommeil a un effet régénérateur. Plusieurs théories existent : l’une d’elles est l’hypothèse de l’homéostasie synaptique, qui repose sur l’idée que les systèmes neuronaux se « nettoient » pendant le sommeil. Durant la journée, les connexions neuronales se renforcent grâce à l’apprentissage de nouvelles informations. Un mécanisme inverse se produit pendant le sommeil : le nombre et la force des synapses diminuent. Les scientifiques parlent alors d’un « équilibrage » des synapses. Un manque de sommeil suffisant, en particulier un déficit chronique, perturbe ce processus.
« Notre cerveau crée des récits, même pendant la nuit. »
EvA : Quel rôle joue le sommeil dans l'apprentissage ?
RH: Il existe également l'hypothèse dite de la consolidation systémique. Selon cette théorie, la consolidation a lieu pendant le sommeil, renforçant ainsi les apprentissages. La mémoire à court terme, située dans l'hippocampe, reçoit une grande quantité d'informations durant la journée. Pendant la phase de sommeil profond, ces informations sont transmises à la mémoire à long terme, dans le cortex, et intégrées à un réseau neuronal existant. Le matin, il est alors plus facile d'accéder aux connaissances acquises.
EvA : Ce processus se déroule-t-il de la même manière pour tout le monde ?
RH: Sur le plan qualitatif, pas nécessairement. Il peut exister des différences génétiques dans l'efficacité de ce processus de consolidation, tout comme certaines personnes ont besoin de peu de sommeil et d'autres de plus.
EvA : Pouvez-vous nous en dire plus sur les liens entre le sommeil, l'attention et l'apprentissage ?
RH: Comme je l'ai mentionné précédemment, nous disposons de données fiables montrant que la concentration diminue lorsque l'on est fatigué. Une étude a comparé deux groupes d'étudiants américains en manque de sommeil. Un groupe a été invité à utiliser un simulateur de conduite, l'autre à écouter des livres audio ; autrement dit, un groupe était exposé principalement à des stimuli visuels, l'autre à des stimuli auditifs. Les chercheurs ont constaté que le sommeil était plus profond dans la région cérébrale exposée aux stimuli pertinents que dans les autres régions. Ceci illustre l'importance de l'activité d'une région cérébrale : plus elle est sollicitée durant la journée, plus le sommeil y est profond la nuit. D'autres études ont abouti à des conclusions similaires. Lorsque les sujets devaient résoudre des problèmes nécessitant des capacités visuomotrices, le sommeil nocturne était ensuite plus profond dans les régions cérébrales concernées.
EvA : Existe-t-il des différences entre les enfants et les adultes à cet égard ?
RH: Chez l'adulte, le sommeil est généralement plus profond dans le cortex frontal ; chez le jeune enfant, il est plus profond dans les régions occipitales du cerveau, où sont reçus les stimuli visuels. Ceci est lié au fait que le développement cérébral s'effectue de l'arrière vers l'avant. Les systèmes visuels se développent en premier, suivis des systèmes centraux (traitement des stimuli moteurs et sensoriels) et enfin du cortex frontal.
EvA : Les scientifiques savent-ils à quel point le sommeil profond est important pour la régénération ?
RH: Oui. Certaines études ont perturbé des sujets pendant leur sommeil profond sans les réveiller – provoquant ce que l'on appelle une privation sélective de sommeil profond – et ont constaté qu'ils étaient moins reposés le lendemain matin. Nous pensons donc que le sommeil profond est essentiel à la régénération. Pendant le sommeil profond, l'activité neuronale du cerveau est réduite à zéro pendant quelques centaines de millisecondes à intervalles réguliers. À l'état de veille, les neurones sont constamment actifs.
EvA : Sur quels sujets travaillent actuellement les chercheurs en sommeil ? Qu’étudieront-ils à l’avenir ?
RH: Prenons l'exemple du manque chronique de sommeil. Que se passe-t-il lorsque les adolescents et les adultes ne dorment que une à trois heures de moins que nécessaire pendant une période prolongée ? Quel impact cela a-t-il ? Nous avons déjà mené une étude auprès d'adultes pour explorer cette question. Elle a montré que le manque chronique de sommeil modifie certains comportements, comme la prise de risques. Les participants sont devenus plus enclins à prendre des risques. Cette découverte pourrait également avoir des implications importantes pour les enfants et les adolescents. Mieux comprendre les fonctions du sommeil nous aiderait à appréhender ces effets sur le développement de l'enfant et du jeune, et nous permettrait d'adapter nos interventions et de prendre les mesures appropriées. Il est clair, en tout cas, que le sommeil a un effet positif sur de nombreux aspects.
EvA : Une dernière question : pourquoi rêvons-nous ?
RH: Une explication possible est que le cerveau est constamment en train d'interpréter les informations qu'il reçoit du monde extérieur ou de l'intérieur même du cerveau. Il crée ainsi des récits, même pendant la nuit.
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Notes
Dr Reto Huber dirige un groupe de recherche au sein du Centre de développement de l'enfant à l'hôpital universitaire pour enfants de Zurich, en Suisse. Ses recherches portent notamment sur l'importance de l'interaction entre les processus de sommeil et d'éveil pour le comportement, l'apprentissage et la mémoire chez les enfants et les adolescents.